[发明专利]一种拉曼光谱下基于残差分析的物质鉴别方法

权利要求书

1.一种拉曼光谱下基于残差分析的物质鉴别方法，该方法包括：

采集未知物和对比物的拉曼光谱，并基于未知物和对比物的拉曼光谱确定未知物的拉曼特征峰和对比物的拉曼特征峰，从而确定未知物的拉曼特征峰特征向量组和对比物的拉曼特征峰特征向量组；

进行对比物和未知物的拉曼特征峰匹配；若存在未匹配的拉曼特征峰，则未知物和对比物不是同种物质；若不存在未匹配的拉曼特征峰，则基于匹配成功的拉曼特征峰，根据未知物的拉曼特征峰特征向量组和对比物的拉曼特征峰特征向量组，确定未知物和对比物的相似度；若相似度低于第一额定阈值，则未知物和对比物不是同种物质；若相似度大于等于第一额定阈值，将对比物的拉曼光谱进行位移校正后确定与未知物的拉曼光谱的残差光谱；

分析残差光谱，若残差光谱存在未知物独有的真实的拉曼特征峰，则未知物和对比物不是同种物质；若残差光谱不存在未知物独有的真实的拉曼特征峰，未知物和对比物是同种物质；

其中，所述基于匹配成功的拉曼特征峰，根据未知物的拉曼特征峰特征向量组和对比物的拉曼特征峰特征向量组，确定未知物和对比物的相似度包括：

针对每一对匹配成功的拉曼特征峰，利用未知物的拉曼特征峰特征向量组和对比物的拉曼特征峰特征向量组确定该对匹配成功的拉曼特征峰的拉曼位移相似度；

针对每一对匹配成功的拉曼特征峰，利用未知物的拉曼特征峰特征向量组确定该对匹配成功的拉曼特征峰中未知物的拉曼特征峰的拉曼强度权重；

针对每一对匹配成功的拉曼特征峰，利用对比物的拉曼特征峰特征向量组确定该对匹配成功的拉曼特征峰中对比物的拉曼特征峰的拉曼强度权重；

针对每一对匹配成功的拉曼特征峰，利用未知物的拉曼特征峰特征向量组和对比物的拉曼特征峰特征向量组确定该对匹配成功的拉曼特征峰中未知物的拉曼特征峰与对比物的拉曼特征峰的拉曼强度比值；进而确定匹配成功的拉曼特征峰中未知物的拉曼特征峰与对比物的拉曼特征峰的拉曼强度比值的标准差；

基于每一对匹配成功的拉曼特征峰的拉曼位移相似度、每一对匹配成功的拉曼特征峰中未知物的拉曼特征峰的拉曼强度权重、每一对匹配成功的拉曼特征峰中对比物的拉曼特征峰的拉曼强度权重，结合所述拉曼强度比值的标准差，确定未知物和对比物的相似度。

2.根据权利要求1所述的鉴别方法，其中，包括m个拉曼特征峰的所述未知物的拉曼特征峰特征向量组包括m组特征向量，包括n个拉曼特征峰的所述对比物的拉曼特征峰特征向量组包括n组特征向量；每个拉曼特征峰对应一组特征向量，每组特征向量均包括表示特征峰的拉曼位移的特征向量和表示拉曼强度的特征向量。

3.根据权利要求1或2所述的鉴别方法，其中，对于未知物和对比物的拉曼光谱分别进行预处理后利用墨西哥帽小波作为母波进行连续小波变换，从而确定未知物的拉曼特征峰和对比物的拉曼特征峰。

4.根据权利要求1或2所述的鉴别方法，其中，所述进行对比物和未知物的拉曼特征峰匹配包括：

分析对比物和未知物的拉曼特征峰的数目；若对比物和未知物的拉曼特征峰数目不同，则认为存在未匹配的拉曼特征峰；若对比物和未知物的拉曼特征峰数目相同，则进行对比物和未知物的拉曼特征峰峰位匹配；若对比物与未知物存在峰位无法匹配的拉曼特征峰的，则认为存在未匹配的拉曼特征峰；若对比物和未知物的拉曼特征峰的峰位都能匹配上，则认为不存在未匹配的拉曼特征峰。

5.根据权利要求4所述的鉴别方法，其中，所述进行对比物和未知物的拉曼特征峰峰位匹配包括：

对所述未知物的第i个拉曼特征峰，检验对比物的第i个拉曼特征峰的拉曼位移与所述未知物第i个拉曼特征峰的拉曼位移的差值是否在允许的谱峰偏移范围内；若差值不在允许的谱峰偏移范围内，则这对特征峰没有匹配成功，认为对比物与未知物存在峰位无法匹配的拉曼特征峰；

若差值在允许的谱峰偏移范围内，令i=i+1并再次执行检验对比物的第i个拉曼特征峰的拉曼位移与所述未知物第i个拉曼特征峰的拉曼位移的差值是否在允许的谱峰偏移范围内的操作，直至对所述未知物的所有拉曼特征峰都进行了该检验操作；若对所述未知物的所有拉曼特征峰都进行了该检验操作，均未发现匹配失败的拉曼特征峰，则认为对比物和未知物的拉曼特征峰的峰位都能匹配上。